冬天的地球比夏天的地球距离太阳远多少?
首先纠正一下,并不是天气越冷我们就认为离太阳越远。事实上,冬天的地球距离太阳较近,而夏天的地球距离太阳较远。这是因为地球围绕太阳公转的轨道是椭圆形而不是圆形,太阳位于椭圆轨道的一个焦点上(共2个焦点),所以地球与太阳之间的距离(日地距离)不是一个固定值,一般称7月初为 远日点 ,1月初为 近日点 。
这里先提出一个概念,那就是日地距离因子。知道了每一天的日地距离因子,基本上就能确定每一天地球与太阳的真实距离。这样就能随时知道冬天某一天日地之间的真实距离,以及夏天某一天日地之间的真实距离,差值自然可以算出。
地球与太阳的平均距离为149,597,870公里, 日地距离因子就是这个平均距离与日地真实距离的比值 ,比值越大,就说明地球离太阳越近。而这个比值每年呈周期性变化,也就是说每年一样,周而复始。这样处理的好处就是可以把日地距离归一化,在物理公式或者模型中应用非常方便。我们把这个归一化值称为日地距离因子。
比如每年的1月4日(冬天),日地距离因子最大,为1.0342,此时地球离太阳最近,真实距离为149597870/1.0342=144650812公里;每年的7月6日(夏天),日地距离因子最小,为0.9674,此时地球离太阳最远,真实距离为149597870/0.9674=154639104公里。也就是说,一年当中日地距离最大相差9988292公里(7月6日的地球比1月4日的地球距离太阳远9988292公里)。
在航天领域,空间太阳能电池阵列设计时日地距离因子的概念比较重要。冬至前后,地球离太阳较近,卫星就离太阳近,此时太阳能电池帆板的输出功率较大;夏至前后,地球离太阳较远,卫星就离太阳远,此时太阳能电池帆板的输出功率减小。在设计太阳电池阵时,就需要保证离太阳较远时,太阳电池帆板的输出也能满足要求。
对于北半球而言,冬天的地球恰恰比夏天的地球距离太阳还要近500万公里左右。相反的,题目这句话只能适用于南半球。
而且如果没猜错的话,题主或许认为地球上的四季变化是因为日地距离的远近而产生的。地球离太阳近,就热一些,远一点就冷一些。但实际上这种理解是错误的。
地球上的四季是由于地球存在一个倾角导致的,也就是地球的自转轴是倾斜在黄道面上的。这样就会导致太阳光在地球上的直射点地区并不是固定的。而是在南北回归线之间往复运动。
当直射点处于哪个半球,那么那个半球就处于夏季前后,而相反的半球就处于冬季前后。
PS:地球到太阳的平均距离是1.5亿公里,但实际上处于椭圆公转轨道的地球,它的远日点比近日点要多约500万公里。
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题主这样问,是不是以为地球上的冬天和夏天是因为地球和太阳之间的距离原因形成的是吧?认为冬天的时候地球地球距离太阳远;夏天的时候地球距离太阳近,是这样吧?其实这种看法是错误的。
为什么呢?举个很简单又很实际的道理,一想就明白了。现在咱们北半球地区正好是冬季,你知道地球的另一端南半球现在是什么季节吗?现在那里正好是夏季。如果说冬天是因为地球距离太阳远的话,那么现在的南半球正好是夏天该怎么解释呢?地球在同一时间不可能距离太阳既远又近吧!很明显一年四季的形成不是地球距离太阳远近造成的。
那一年四季是怎么形成的呢?地球的季节形成是由于太阳光的直射和斜射造成的。因为地球的轨道面和地球的赤道面有一个23.5 的夹角。当太阳光直北纬23.5 是,正好是北半球的夏至日;当太阳直射南纬23.5 时,就是北半球的冬至日。南半球的季节正好和北半球相反。太阳光的直射和斜射就会对地球的气候造成巨大的影响。
大家都知道,地球围绕太阳旋转的轨道是一个椭圆形的。因此,地球轨道上有一个近日点和远日点。地球的近日点到太阳的距离14710万公里;地球的远日点到太阳的距离是15210万公里,两者只差了500万公里。
其实地球的位于远日点和近日点对于地球上的气温影响几乎没有影响。现在当北半球是夏天时正好位于地球远日点附近,而南半球的夏天则处于地球轨道近日点附近。而在13000年后,北半球的夏天就会处于地球的近日点附近,南半球的夏天则正好反过来位于远日点附近了。
因此地球上北半球或者南半球的冬天和夏天距离太阳的远近只差500万公里。但是季节的变化并不是由地球距离太阳远近造成的、